煤礦泵房水倉水位報警裝置的設計與應用

秦冬松

（河南大有能源股份有限公司耿村煤礦機電二隊，河南三門峽472431）

煤礦泵房水倉水位報警裝置的設計與應用

秦冬松

（河南大有能源股份有限公司耿村煤礦機電二隊，河南三門峽472431）

根據煤礦井下水倉的儲水特點，介紹了一種水倉高低水位報警裝置。詳細闡述了該報警裝置的工作原理和控制原理，并通過現場的使用，說明了該裝置的可靠性和穩定性。

水倉；水位；PLC；傳感器；報警

引言

煤礦井下排水系統是確保煤礦安全生產，防止礦井發生水災的重要組成部分，如果排水系統不能正常運行，煤礦生產中產生的礦井水得不到及時的排出，將會給整個礦井的安全生產造成嚴重的危害。

目前有些煤礦水倉沒有高低水位監測系統，主要靠水泵操作工進行巡視，觀察水位情況來進行開停泵。如果水位過高沒能及時開泵排水，將有可能造成淹泵，甚至淹井事故。如果水位過低，水泵的吸水管吸不到水，而長時間的空轉，有可能造成水泵的損壞。鑒于此，設計了一種利用PLC進行控制監測水倉水位的高低變化，從而發出聲光報警信號的裝置，來提醒水泵操作工進行開停泵作業［1］。這個裝置對于水泵操作工及時正確地操作水泵，確保礦井排水系統安全可靠具有重要的現實意義。

1　水倉水位報警裝置的設計背景

耿村礦東延伸泵房位于東區第五通道，有2個水倉，一備一用，每個水倉有兩臺潛水泵，共四臺潛水泵。

延伸泵房水倉原為使用潛水泵而設計，水倉較深，底部常有於煤，容易堵塞水泵，影響潛水泵的正常運轉，導致無法及時排水。今年使用多級水泵代替原有的潛水泵，由于多級水泵的吸程有限，于是將多級水泵安裝在距水倉口平面以下3.5 m深的平臺上。由于在水倉口平面以下搭建平臺，導致水位高低極不易觀察，開泵工無法正常判斷水位情況，需頻繁下到泵坑內觀察，在安全上也造成了一定的隱患。

2　水倉水位報警裝置的工作原理

針對以上情況，設計了由PLC控制的檢測水倉內水位高低情況的聲光報警裝置。本裝置由上下3個限位傳感器、PLC芯片（水位控制器）、中間繼電器、指示燈、報警喇叭組成。當水倉內水面低于下限位傳感器時，PLC芯片控制指示燈開始閃爍，同時喇叭發出：“水倉已空，請及時關泵”的提示音；反之，當水倉內水面高于上限位傳感器時，指示燈開始閃爍，喇叭發出：“水倉已滿，請及時開泵”的提示音［2］。

3　水倉水位報警裝置的控制原理及電路圖（見圖1　）

圖1　水倉水位報警裝置電路圖

1）水倉水滿報警裝置控制原理。當水倉內水面高于A點時，水位控制器動作，sk閉合，中間繼電器ZJ得電，常閉斷開，常開閉合，1ZJ1閉合，1ZJ2斷開，線路導通，指示燈開始閃爍，報警喇叭發出：“水倉已滿，請及時開泵”的提示音，提醒開泵人員開泵。開泵前，可先扭動開關NK使2ZJ失電，常閉斷開，常開閉合，2ZJ1斷開，2ZJ2閉合，指示燈滅，報警喇叭停止，為水倉開空報警做準備。

2）水倉空倉報警裝置控制原理。當水倉內水面低于B點時，水位控制器動作，sk斷開，中間繼電器ZJ失電，常閉斷開，常開閉合，1ZJ1斷開，1ZJ2閉合，線路導通，指示燈開始閃爍，報警喇叭發出：“水倉已空，請及時關泵”的提示音，提醒開泵人員停泵。停泵后，可扭動開關NK使2ZJ得電，常閉斷開，常開閉合，2ZJ1閉合，2ZJ2斷開，指示燈滅，報警喇叭停止，為水倉水滿報警做準備。

3）以上1、2步驟循環往復。

4　水倉水位報警裝置的使用效果

通過在東延伸泵房水倉內安裝滿、空倉聲光報警裝置，方便了開泵職工了解水倉內水位情況，準確幫助泵工及時開、關泵，大大減少了泵工進入泵坑內的次數，減輕了泵工的勞動強度，同時也有效排除了泵工因頻繁進入泵坑而帶來的安全隱患。根據水倉內水位情況適時開、關泵，也避免了不必要的資源浪費，增加了水泵的使用壽命，單單在水泵這一項設備的管理上，就節省了相當可觀的材料費。本裝置自安裝以來，運行穩定，誤差極小，拆裝十分方便，得到了一致好評。

［1］邱昆.水箱水位監測控制器［J］.實用電子文摘，1994（6）:16-18.

［2］許金寶.礦井水倉水位監測監控系統設計及應用［D］.沈陽:遼寧工程技術大學，2012.

（編輯：賈娟）

The Design And Application of Device for Coal Pump Sump Water Level Alarm

Qin Dongsong
（Gengcun Electric Team of Henan Dayou Energy Co.，Ltd.，Sanmenxia Henan 472431）

According to the characteristics of the water storage in the coal mine well，this paper introduces a kind of high and low water level alarm device，introduces the working principle and the control principle of the alarm device in detail，and the reliability and stability of the device are illustrated by the use of the field.

sump；water level；PLC；sensor；alarm

TD676

A

2095-0748（2016）13-0064-02

10.16525/j.cnki.14-1362/n.2016.13.23

2016-05-24

秦冬松（1987—），男，河南陜縣人，本科，助理工程師，現就職于河南大有能源股份有限公司耿村煤礦機電二隊，研究方向：煤礦機電工作。